
何為DC/DC轉換器?其實就是通過DC/DC轉換器轉變為輸入電壓后有效輸出固定電壓的電壓轉換器。一般DC/DC轉換器分為升壓型DC/DC轉換器、降壓型DC/DC轉換器以及升降壓型DC/DC轉換器三類。根據不同的需求可分為三類控制方式。PWM控制型效率高并具有良好的輸出電壓紋波和噪聲。PFM控制型即使長時間使用,尤其小負載時具有耗電小的優點。PWM/PFM轉換型小負載時實行PFM控制,且在重負載時自動轉換到PWM控制。目前DC-DC轉換器廣泛應用于手機、MP3、數碼相機、便攜式媒體播放器等產品中。
什么是DC呢?
它表示的是直流電源,諸如干電池或車載電池之類。家庭用的220V電源是交流電源(AC)。若通過一個轉換器能將一個直流電壓(3.0V)轉換成其他的直流電壓(1.5V或5.0V),我們稱這個轉換器為DC-DC轉換器,或稱之為開關電源或開關調整器。
A: DC-DC轉換器一般由控制芯片,電感線圈,二極管,三極管,電容器構成。在討論DC-DC轉換器的性能時,如果單針對控制芯片,是不能判斷其優劣的。其外圍電路的元器件特性,和基板的布線方式等,能改變電源電路的性能,因此,應進行綜合判斷。
B: 調制方式
1: PFM(脈沖頻率調制方式)
開關脈沖寬度一定,通過改變脈沖輸出的頻率,使輸出電壓達到穩定。
2: PWM(脈沖寬度調制方式)
開關脈沖的頻率一定,通過改變脈沖輸出寬度,使輸出電壓達到穩定。
C: 通常情況下,采用PFM和PWM這兩種不同調制方式的DC-DC轉換器的性能不同點如下。
PWM的頻率,PFM的占空比的選擇方法。
DC/DC轉換器電路設計原理
DC-DC就是直流-直流變換,一般有升壓(BOOST)、降壓(BUCK型)兩種。降壓式DC/DC變換器的輸出電流較大,多為數百毫安至幾安,因此適用于輸出電流較大的場合。降壓式DC/DC變換器基本工作原理電路如下圖所示。VT1為開關管,當VT1導通時,輸入電壓Vi通過電感L1向負載RL供電,與此同時也向電容C2充電。在這個過程中,電容C2及電感L1中儲存能量。當VT1截止時,由儲存在電感L1中的能量繼續向RL供電,當輸出電壓要下降時,電容C2中的能量也向RL放電,維持輸出電壓不變。二極管VD1為續流二極管,以便構成電路回路。輸出的電壓Vo經R1和R2組成的分壓器分壓,把輸出電壓的信號反饋至控制電路,由控制電路來控制開關管的導通及截止時間,使輸出電壓保持不變。
DC-DC電路設計要考慮以下條件:
1.外部輸入電源電壓的范圍,輸出電流的大小。
2.DC-DC輸出的電壓,電流,系統的功率最大值。
選擇PWM IC要考慮的要點有:
1.PWM IC的最大輸入電壓。
2.PWM開關的頻率,這一點的選擇關系到系統的效率。對儲能電感,電容的大小的選擇也有一定影響。
3.MOS管的所能夠承受的最大額定電流及其額定功率,如果DC-DC IC內部自帶MOS,只需要考慮IC輸出的額定電流。
4.MOS的開關電壓Vgs大小及最大承受電壓。
電感、二極管、電容的選擇
1.電感量:大小選擇主要由開關頻率決定,大小會影響電源紋波;額定電流,電感的內阻選擇由系統功耗決定。
2.二極管:通都用肖特基二極管。選擇時要考濾反向電壓,前向電流,一般情況反向電壓為輸入電源電壓的二倍,前向電流為輸出電流的兩倍。
3.電容:電容的選擇基于開關的頻率,系統紋波的要求及輸出電壓的要求。容量和電容內部的等效電阻決定紋波大小(當然和電感也有關)。
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